应力的主要特点就是它们可以不用改变力而发生变化。设计过程中可以说明荷载路径的某部分可能存在过大的应力。如果这种情况发生,那么便可以便捷地通过改变几何形状而使结构局部发生变化,以使得应力减小到所允许的最大应力以下。
这样的观点被广泛地应用在日常生活中,人们有目的性地增大或减小应力。例如,人的体重是不变的,但人脚下的应力会根据所穿鞋子与地面接触的面积而发生改变。这种变化的作用有好有坏。
普通鞋提供了抵抗正常应力的表面积;高跟鞋由于提供非常小的面积来承受同样的重量,鞋子下面会形成高应力,尤其是脚跟下面;对于非常细跟(细高跟)鞋,其应力可以高到足以对某些普通地板造成永久性损伤,对于必须保持低应力状态的地方,例如在雪地上行走,必须增加脚下的面积。这也就是为什么雪地鞋阻止人陷入雪中的原因。
所谓“舒适”的鞋、床和椅等则意味着将人体的应力定位在“舒适”的范围内。拥有较大座位面积的高背软椅比拥有较小座位面积的硬板凳更舒服。
目录
应用
通过几何方法人为改变应力大小的思路也广泛用于人类使用的多种物件中。例如图钉上的大头盖使拇指产生舒服的应力,而在针尖下面形成足够高的应力从而使得物体表面被破坏,图钉被按进去。
一个尤其重要的思想就是,从平衡的角度来说,施加在针盖顶部的力必须等于针尖上的力,但应力在变化。通过改变(图钉的)几何形状来改变应力。手柄、尖端、楔体和宽肩带都是人们熟悉的有意增加或减少应力的工具。